Fisik, metabolit, Aktivitas biokimia

Presentasi berjudul: "Fisik, metabolit, Aktivitas biokimia"— Transcript presentasi:

1 Fisik, metabolit, Aktivitas biokimia
Jenny  S = f (iklim, organisme, bahan induk, topografi dan waktu) USDA  S = organisme iklim bahan induk topografi waktu organisme Manusia, hewan, tumbuhan, mikroorganisme fisika tanah Kimia biologi Bakteri, fungi Aktinomycetes Algae, protozoa, metazoa Fisik, metabolit, Aktivitas biokimia

2 Physical Chemical Biological

3 What’s in soil? * 1 - 6 % bahan organik 25 % water 25 % air
45 % mineral 1 - 6 % bahan organik

4

5

6 Soil Microorganisms .... Transformation of organic materials
Release nutrients Enhance nutrient uptake Almost every chemical transformation taking place in soil involves active contributions from soil microorganisms Play an active role in soil fertility (carbon and nitrogen)

7 Soil Microorganisms .... Without microorganisms nutrients stay
in cover crops and compost Soils would lose their porosity and water holding capacity, soil erosion would increase.

8

9

10 Bakteria : jasad hidup mikroskopik dengan ciri-ciri antara lain : monoseluler, prokaryotik, berdinding sel yang mengandung peptidoglikan, dan membran sel mengandung karbohidrat rantai lurus yang terikat pada gliserol dengan ikatan ester, asam amino pertama yang disintesis pada sintesis protein formil metionin, dan sensitif thd antibiotik. First I want to tell you about is soil color Soil color reflects the status or condition of the soil In much like the same way an octopus or cuttlefish changes color in response to emotion , soil change color in response to environmental conditions

11 BAKTERI Sel prokaryotik yang khas, uniseluler dan tidak mengandung struktur yang terbatasi membran di dalam sitoplasnya Digambarkan dengan bentuk seperti bola (kokus), silindris/ batang (basilus) atau spiral Berukuran mikroskopis (mikrometer) Reproduksi dengan pembelahan biner sederhana Hidup dan tumbuh di berbagai tempat pada suhu 00 C – 900 C dan sebagian dapat tumbuh pada suhu ekstrim Memiliki peran penting pada lingkungan First I want to tell you about is soil color Soil color reflects the status or condition of the soil In much like the same way an octopus or cuttlefish changes color in response to emotion , soil change color in response to environmental conditions

12 First I want to tell you about is soil color
Soil color reflects the status or condition of the soil In much like the same way an octopus or cuttlefish changes color in response to emotion , soil change color in response to environmental conditions

13 First I want to tell you about is soil color
Soil color reflects the status or condition of the soil In much like the same way an octopus or cuttlefish changes color in response to emotion , soil change color in response to environmental conditions

14 Aktinomycetes ☺Karakteristik umum : Prokaryote yg mirip fungi
Prokaryote yg mirip fungi Dulu  kelompok fungi  morfologi isolate biakan murni Tumbuh sbg miselium & berspora Perbedaan dng fungi : tanpa inti sel & Ø hifa 0,5 – 1,0 μm Organotrof : saprofit, parasit, simbion ☺Lingkungan hidup & kelimpahannya dalam tanah : 10 – 50 % populasi total mikrobia tanah (105 – 108 propagul) aerob tidak toleran kekeringan, atau tanah yg basah (aerasi buruk) pertumbuhan optimum : 28 – 37 0C, < 5 0C sangat kecil bbrp tumbuh pada 55 – 65 0C toleran lingkungan alkalin, tidak toleran lingkungan masam competitor buruk thd subrat yg mudah terdegradasi pendegrasi selulosa & khitin First I want to tell you about is soil color Soil color reflects the status or condition of the soil In much like the same way an octopus or cuttlefish changes color in response to emotion , soil change color in response to environmental conditions

15

16

17 The Fungi Unicell - multicelluler Microscopic - giant
Fungi (Latin fungus), mykes (Greek) = jamur  mold, mildew, rust, smuts, yeast, mushroom, puffball Unicell - multicelluler Microscopic - giant

18 The Fungi Eukaryotic Aerobic or facultatively anaerobic
Chemoheterotrophic Most are decomposers Mycology is the study of fungi

19 Molds (kapang = jamur benang)
The fungal thallus consists of hyphae; a mass of hyphae is a mycelium. Figure 12.2

20 Yeasts (khamir) Unicellular fungi Fission yeasts divide symmetrically
Budding yeasts divide asymmetrically Figure 12.3

21 Mycology: The Study of Fungi
Table 12.2

22

23

24

25 A L G A E Definisi umum algae :
(Mikro)organisme eukariotik, fotosintetik, aerobic yang paling sederhana. Ciri umum : tubuh sederhana berupa thallus, yaitu tubuh tumbuhan yang tidak dapat dibedakan antara akar, batang dan daun morfologi : sel tunggal : bentuk batang, bulat atau spiral multi selluler : lembaran, filamen atau tubuler Fisiologi : umumnya aerobik, fotosintetik. Beberapa heterotrof. Pigmen fotosintetik : khlorofil (hijau), fikoxantin (coklat), fikobilin (biru) atau fikoeritrin (merah) Ciri-ciri umum : Ciri-ciri umum :

26 beberapa bersifat toksik (neurotxin)
A L G A E ……… Umumnya termasuk protista tingkat tinggi (eukaryotik) kecuali cyanobacter yang termasuk prokaryotik penting sbg jasad pioneer, sumber pakan ikan, bahan pangan, kosmetika, obat, dll. beberapa bersifat toksik (neurotxin) Ciri-ciri umum : Ciri-ciri umum : Habitat : lingkungan berair atau lembab dan cukup sinar matahari seperti perairan, tanah, batuan, tubuh tumbuhan dan hewan

27 A L G A E ……… Struktur sel : dinding sel : selulosa dan polisakarida lain (pektin, mannan). Sering dilindungi matrik gelatin yang fleksibel Sitoplasma : mengandung organel RE, vakuola, plastida, granula, mitokondria, dll Inti sel : eukaryotik, seringkali mempunayi anak inti Mitokondria : mengandung sistem transpor elektron pada fosforilasi oksidatif Flagella : alat gerak dalam air. Flagella bisa tunggal, 2-4 sama panjang atau tidak sama panjang. Letak bisa di depan (anterior) atau di belakang (posterior) Ciri-ciri umum : Ciri-ciri umum :

28 A L G A E ……… Reproduksi : Aseksual : pembelahan biner, fragmentasi thallus, spora (non motil = aplanospora; motil = zoospora; akinet = sel dorman pada BGA) Seksual : membentuk zigot (ukuran dan bentuk sama = isogami, bentuk sama, ukuran beda = an isogami, bentuk dan ukuran beda = oogami) Sifat kelamin algae : bisa hermafrodit (berumah satu = monoesi=berkelamin dua) atau uniseksual (berumah dua = diesi = berkelamin tunggal) Ciri-ciri umum : Ciri-ciri umum : Pertumbuhan algae : tumbuh semua bagian (Ulva) atau bagian tertentu (apikal, interkalar, basal)

29 A L G A E ……… pigmen: komposisi kimia Cadangan makanan : kimiawinya
Klasifikasi : pigmen: komposisi kimia Cadangan makanan : kimiawinya Flagella : jumlah, letak dan morfologinya Dinding sel : kimiawi & kenampakan fisik Organisasi sel : sel tunggal, koloni dan susunannya Siklus hidup & reproduksi : haploid, diploid, haploid – diploid, membelah, fragmentasi Ciri-ciri umum : Ciri-ciri umum :

30 Cyanobacteria Oxygenic photosynthesis Gliding motility Fix nitrogen

31 The Algae Eukaryotic Unicellular, filamentous, or multicellular (thallic) Most are photoautotrophs

32 Algal habitats Figure 12.11a

33 Cyanobacteria Figure 11.12a-c

34 Chlorophyta Green algae Cellulose cell walls
Unicellular or multicellular Chlorophyll a and b Store glucose polymer Gave rise to plants Figure 12.12a

35 Siklus hidup alga hijau uniseluler
Figure 12.12b

36 Phaeophyta Brown algae (kelp) Cellulose + alginic acid cell walls
Multicellular Chlorophyll a and c, xanthophylls Store carbohydrates Harvested for algin Figure 12.11b

37 Rhodophyta Red algae Cellulose cell walls Most multicellular
Chlorophyll a and d, phycobiliproteins Store glucose polymer Harvested for agar and carrageenan Figure 12.11c

38 Bacillariophyta Diatoms Pectin and silica cell walls Unicellular
Chlorophyll a and c, carotene, xanthophylls Store oil Fossilized diatoms formed oil Produce domoic acid Figure 12.13

39 Dinoflagellata Dinoflagellates Cellulose in plasma membrane
Unicellular Chlorophyll a and c, carotene, xanthins Store starch Some are symbionts in marine animals Neurotoxins cause paralytic shellfish poisoning Figure 12.14

40 Lichens Mutualistic combination of an alga (or cyanobacterium) & fungus Alga produces and secretes carbohydrates, fungus provides holdfast

41 Lichens Figure 12.10

42 Divisio algae dan beberaa sifatnya
Divisi Nama umum Pigmen fotosintesis Susunan dd sel Habitat Chlorophycophyta Ganggang hijau Chlorofil a,b; karoten α, β, γ, xantofil Selulosa, glicosida, xylan, mannan, kapur, atau tdk berdinding sel Air tawar, payau, asin; tanah Charophycophyta Stone worts Clorofil a,; karoten α, β, γ, xantofil Selulosa, glicopyranosida, pengapuran Air tawar, payau Euglenophycophyta Euglenoid Klorofil a,b; karoten β, Xantofil Tidak berdinding sel Phaeophycophyta Alga coklat Klorofil a,c; karoten β, Xantofil; fukoxantin Selulosa, asam alginat, fucoidan (sulfated mucopolysaccharide) Air tawar, payau, asin Chrysophycophyta Alga keemasan, kuning-hijau, diatome Klorofil a,c; karoten α, β, γ, Xantofil; fukoxantin Selulosa, silika, CaCO3, musilagenous sebstances, chitin atau tdk ber dd sel Pyrrhophycophyta Dinoflagella Klorofil a,c; karoten β, Xantofil Selulosa, mucigel atau tdk ber dd sel Cryptophycophyta Cryptomonod Klorofil a,c; karoten α, β, ε; Xantofil (croco, allo, monado Xantin) Tdk ber dd sel Rhodophycophyta Alga merah Klorofila, d; R & C phycocyanin; allo phycocyanin; R & phycoeritrin, xantofil; karoten α, β Selulosa, xylan, galaktan, kalsifikasi Cyanophycophyta Algae hijau-biru Klorofil a, phycocyanin,xantofil, karoten β Polisakarida, peptida Air tawar, tanah

43 KELOMPOK ALGAE YANG BANYAK DIJUMPAI DI DALAM TANAH
KELOMPOK BENTUK TALLUS KOMPONEN SEL REPRODUKSI ASEKSUAL REPRODUKSI SEKSUAL PIGMEN FOTO SINTAT GENERA    Chlorophycophyta (alga hijau) Unisel, kolonial, filamen selulosa Zoospora, pembel sel, fragmentasi filamen Fusi gamet Klorofil a,b; karoten α, β, γ, Xantofil; pati Chlamydomonas, Chlorella, Pleurococcus, Ulotrix,Zygnema Chrysophycophyta (Bacillariophyceae)(diatome) Pektin, SiO2 Pembelahan sel Klorofil a, c; karoten β, Xantofil; Minyak, chrysolaminarin Achnantes, Navicula, Pinnularia Chrysophycophyta (Xanthophyceae) (algae hijau-kuning) Unisel, filamen Pektin, (beberapa) SiO2 Klorofil a, e; karoten β, Xantofil; Botrydiopsis, Heterococcus, Voucheria Cyanophycophyta (Cyanobacteria) (Algae hijau-biru) Polisakarida, peptida Spora dng dd tebal, pembel sel, fragmentasi filamen Tidak ada Klorofil a; karoten β, Xantofil; phycocyanin Anabaena, Chroococcus, Nostoc

44 Protozoa Flagellates Euglenoids Tripanosomes Ciliates Microsporidia
(Encephalitozoon) Dino flagellates Trichomonads (Trichomonas) Slime molds Animals Diplomonads (Giardia) Green algae Plant Red alga Fungi Oomycetes Diatomae Brown algae Pohon filogenetik Eukaryot berdasar perbandingan sekuen 18S r-RNA

45 Typical representative
Protozoa Group Common Name Typical representative Habitats Common deseases Mastigophora Flagellates Tripanosomes, Giardia, Leishmania, Trichomonas Fresh water, parasites of animals African sleeping sick, giardiasis, Leishmaniasis Euglenoids Phototropfic flagellates Euglena Fresh water, some marine None known Sarcodina Amebas Amoeba, Entamoeba Fresh water, marine, parasites of animals Amebic dysentry (amebiasis) Ciliophora Ciliates Balantidium, Paramaecium dysentry Apicomplexa Sporozoans Plasmodium, Toxoplasma parasites of animals, insects Malaria, toxoplasmosis

46 Major differences amongs eucaryotes

47 Protozoa Eukaryotic Unicellular Chemoheterotrophs
Vegetative form is a trophozoite Asexual reproduction by fission, budding, or schizogony Sexual reproduction by conjugation Some produce cysts Figure 12.16

48 Archaezoa No mitochondria Multiple flagella Giardia lamblia
Trichomonas vaginalis (no cyst stage) Figure 12.17b-d

49 Microspora No mitochondria Nonmotile Intracellular parasites Nosema

50 Rhizopoda (amoebas) Move by pseudopods Entamoeba Acanthamoeba
No jpeg for Figure 21.21 Figure 12.18a

51 Apicomplexa Nonmotile Intracellular parasites Complex life cycles
Plasmodium Babesia Cryptosporidium Cyclospora

52 Plasmodium 1 2 9 3 Sexual reproduction Asexual reproduction 8 4 5 7 6
Infected mosquito bites human; sporozoites migrate through bloodstream to liver of human 2 Sporozoites undergo schizogony in liver cell; merozoites are produced Sporozoites in salivary gland 9 Resulting sporozoites migrate to salivary glands of mosquito 3 Merozoites released into bloodsteam from liver may infect new red blood cells Sexual reproduction Asexual reproduction 8 In mosquito’s digestive tract, gametocytes unite to form zygote Zygote Intermediate host Female gametocyte 4 Merozoite develops into ring stage in red blood cell Male gametocyte Ring stage 5 Ring stage grows and divides, producing merozoites Definitive host 7 Another mosquito bites infected humnan and ingests gametocytes 6 Merozoites are released when red blood cell ruptures; some merozoites infect new red blood cells, and some develop into male and female gametocytes Merozoites Figure 12.19

53 Cryptosporidium Figure 25.19

54 Ciliophora (ciliates)
Move by cilia Complex cells Balantidium coli is the only human parasite Figure 12.20

55 Euglenozoa Move by flagella Photoautotrophs Chemoheterotrophs
Euglenoids Chemoheterotrophs Naegleria Flagellated and amoeboid forms, meningoencephalitis Trypanosoma Undulating membrane, transmitted by vectors Leishmania Flagellated form in sand fly vector, ovoid form in vertebrate host

56 Euglenozoa Figure 12.21

57 Peran mikrobia pada sifat kimia tanah

58 Peran mikrobia dalam Kimia tanah
Pelapukan mineral batuan Peruraian bahan organik Alih rupa hara detoksifikasi senyawa racun

59 Agensi Pelapukan mineral batuan/mineral
Jenny  S = f (iklim, organisme, bahan induk, topografi dan waktu) USDA  S = organisme iklim bahan induk topografi waktu

60 Biota tanah sebagai dekomposer
Peruraian dan sintesis bahan organik tanah  mempengaruhi sifat kimia, fisika dan biologi tanah yang lain

61 Organic Matter Biomass CO2 Detritus (Plant Debris) degradation Fungi
(living organisms) CO2 Detritus (Plant Debris) (identifiable dead tissue) degradation Fungi Earthworms Bacteria Soil Humus (nonliving, nontissue decay products) Humin (insoluble) Humic Acid (insoluble in acid) Fulvic Acid (soluble)

62 Biogeochemical Cycles
Alih rupa hara Biogeochemical Cycles Recycling of chemical elements Pada dasarnya mikrobia berperan pada daur semua unsur hara melalui proses peruraian bahan organik Secara khusus mikrobia berperan pada daur dan ketersediaan C, P, N dan S.

63 The Carbon Cycle Figure 27.3

64 The Nitrogen Cycle Figure 27.4

65 The Phosphorous Cycle

66 The Sulfur Cycle Figure 27.7

67 Peran Biota tanah dalam alih rupa hara Nitrogen

68 Formation of a Root Nodule
Figure 27.5

69 N-Fixation: Frankia Frankia Nodules on Alder - actinomycetes
- associates with desert shrubs (e.g., Ceanothus) and various tree species (e.g., alder) Frankia Nodules on Alder

70 Mycorrhizae Endomycorrhizae
- Associations occur in root interior between cells - Develop on deciduous trees, annual and herbaceous plants

71

72 Bakteri Pelarut Fosfat hasil isolasi dari rhizosfir jagung

73 Alih rupa unsur – unsur hara mikro
mangan besi tembaga

74 Detoksifikasi senyawa racun
Natural organic matter is easily degraded by microbes Xenobiotics are resistant to degradation

75 Klas Contoh Struktur Mikroorganisme
NHC2H5 N NHC3H7 Cl OCH2COOH NHCNH O SO2NHCNH CH3 OCH3 Klas Contoh Struktur Mikroorganisme HERBISIDA Triazine Atrazine Rhodococcus Fenoxyalkanoic 2,4 D Alcaligenes eutrophus Fenil urea Linuron Bacillus sphaericus Sulfonil urea Klorsulfuron Streptomyces

76 Klas Contoh Struktur Mikroorganisme
Triazine Arthrobacter INSEKTISIDA Glifosat OH-C-CH2-NH-CH2-P -OH O OH NO2 P organofosfat Parathion Flavobacterium sp. OC-NH-CH3 BR2C=CH CN N-Methilkarbamat Karbofuran pyrethroid Deltametrin Pseudomonas fluorescences

77 Aerobacter aerogenes Trichoderma viride Algae
CCl3 Organoklorin DDT Aerobacter aerogenes Trichoderma viride Algae CH2-NH-C3H7 O -N N FUNGISIDA Dicarboximide Iprodione Pseudomonas putida

78 Biofertilizer Vermilizer N Fixer P solubilizing microbes
Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) Simbiotik - Mikorisa Simbiotik N Fixer Non Simbiotik Bakteria Fungi Bakteria Kel Rhizobium S solubilizing microbes Aktinomycet Fankia Bakteria Blue green Algae Anabaena azollae Fungi Non Simbiotik N Fixer Kel Bakteria (Azotobacter, Azospirillum, Bacillus, dll. Kel BGA (Anabaena, Anabaenopsis, Tolypothrix, Nostoc

79 Biota tanah sebagai pestisida hayati
Agensia Hayati penyakit tamanan : - Bacillus thuringiensis, Metarhizium sp. dll. - aktinomycetes – untuk penyakit scabies pada kentang, nematoda akar - Boverin, (jamur) Trichoderma, (rusia) - Verticillium leconii merk Vertalac & Mycotal (Inggris) - Hirsutella thompsonii merek Mycar (USA)

80 Peran mikrobia pada sifat fisik tanah

81 AGREGASI PARTIKEL TANAH
- CH - O - C - Tujuan : mempelajari pembentukan agregat tanah oleh mikrobia membandingkan agregasi tanah oleh jamur dan bakteri pada beberapa jenis tanah

82 AGREGASI PARTIKEL TANAH
Genesa dari struktur tanah dapat diterangkan dengan berbagai hipotesis, salah satunya adalah peranan mikroorganisme dalam proses ini. Berbagai mikroorganisme tanah berperan besar dalam proses granulasi tanah. Mekanisme dari peranan mikroorganisme tanah dalam proses granulasi dapat dijelaskan sebagai berikut: Efek pengikatan partikel tanah oleh sel atau filamen dari sejumlah mikroorganisme Produksi senyawa hasil metabolisme mikroorganisme tanah Hasil aktivitas dekomposisi bahan organik di dalam tanah Secara umum, bakteri, fungi dan streptomises, akan menghasilkan tipe agregat yang berbeda satu dengan yang lain.

83 AGREGASI PARTIKEL TANAH:
o     Agregat tanah yang dibentuk oleh jamur memiliki morfologi yang tidak teratur (irregular), tahan terhadap pemecahan dan memiliki diameter partikel 4-6 mm. o     Agregat yang dibentuk oleh bakteri umumnya kecil, kompak dan angular, partikel berukuran relatif kecil (0,5 mm) dengan tepi dan permukaan yang halus, serta cenderung mudah pecah. o     Agregat yang dibentuk Streptomises lebih mudah dipecah, tidak beraturan, kompak, dengan diameter 2-3 mm. o     Menguji kekuatan agregasi dengan cara mengambil 1-2 g tanah dari masing-masing perlakuan, kemudian ditambahkan aquades sebanyak ml dengan pipet secara perlahan-lahan (jangan digojok). Amati perbedaan tingkat kekeruhan.

84

85 The Rhizosphere and Soil Microorganism
Root hairs Root Exudates Soil Microorganisms 500 m

86 First I want to tell you about is soil color
Soil color reflects the status or condition of the soil In much like the same way an octopus or cuttlefish changes color in response to emotion , soil change color in response to environmental conditions

87

88